为评价雷诺应力模型（RSM）与大涡模拟（LES）两种方法计算旋风分离器动态流场的精度，利用FLUENT14对旋风分离器内气相动态流场特性进行数值模拟及分析，考察了两种方法计算得到的瞬时切向速度分布、切向速度脉动强度及切向速度频谱特性。计算结果与热线风速仪（HWA，Hot-wire anemometer）测量的切向速度数据进行无量纲对比表明，在时均切向速度上，LES的模拟结果比RSM的准确性高；在瞬时切向速度上，LES预测的瞬时切向速度可以反映旋流摆动造成的切向速度的波动特性，呈现出接近实验测量值的高频速度脉动变化；而RSM难以预测瞬时切向速度的波动变化，仅给出低频小幅值的波动。因此采用LES预测旋风分离器流场能够捕捉动态信息，揭示流场的动态特性。

为了探究入口结构对旋风分离器内涡核摆动的影响，采用雷诺应力模型（Reynolds stress model，RSM）对两种不同入口结构旋风分离器内旋转流动进行了气相流场的数值模拟。结果表明，切向速度在截面上呈现明显的非轴对称现象，主要表现为等值线分布不对称，零值所在位置与几何中心不重合，零值靠近壁面的一侧，切向速度较大，零值远离壁面的一侧切向速度较小。直切式旋风分离器内部偏心比（|Δr|/D）多在0.025～0.050，而蜗壳式旋风分离器内部偏心比则多在0.000～0.025，偏心程度明显下降。蜗壳式旋风分离器在90～270°截面和180～360°截面上的旋转中心偏移轴线值（|Δx|和|Δy|）的平均值均减小，蜗壳式旋风分离器偏心距（|Δr|）的平均值相对于直切式减小23.5%。

以粒子图像流场测量（PIV）与计算流体力学（CFD）数值模拟相结合的方法，对气相和气固两相同轴射流流场特性进行了研究，探究了射流速度比、喷嘴直径、射流空间直径和射流出口直径对回流量和回流区域的影响规律。结果表明：射流区和壁面之间存在沿轴向延伸至整个射流长度的回流区域，中等Stokes数颗粒会随回流气体改变运动轨迹，聚集在低涡量高应变的回流涡点；射流速度比、喷嘴直径和射流空间直径对回流量影响显著，实验工况下的最大回流量是射流量的10.29倍；当射流充分发展后，射流出口直径对回流量没有影响。通过气固两相同轴射流流场特性的研究，为进一步阐明气固耦合的颗粒弥散机理提供了理论指导。

为了更好地探究气体在小管径比固定床内圆柱形颗粒床层中的流动特性，采用离散元法（DEM）生成严格的圆柱形颗粒床层，并对圆柱颗粒-颗粒及颗粒-壁面之间的接触进行“桥”处理。在验证模拟可行性的基础之上，运用计算流体力学（CFD）对空气在圆柱形颗粒床层中的流动过程进行数值模拟，通过提取固定床整体空隙率、径向空隙率及流场分布可知：小管径比固定床中的壁效应明显，近壁区空隙率存在较大幅度的振荡，速度场中存在局部不均匀性。在靠近壁面和填充松散处气体会形成沟流，某些情况下，在颗粒尾流中会出现停滞或回流的区域。

为了得到正弦交叉波纹通道三维流场内部速度场与压力场的分布特点，选用了相互交叉的相邻两个正弦波纹板之间的流道作为计算区域，对其建立了三维模型，运用低雷诺数（Re）k-ε紊流模型对此正弦交叉波纹通道进行了数值模拟，得到了正弦交叉波纹通道三维流动区域的速度场和压力场在局部微观区域的分布特点。结果显示，各通道的流量在流动过程中受边界影响较大，在不同的交叉位置处会发生变化，从而在出口断面上互不相同，但其变化又有一定的规律可循。二次流旋涡主要在进口处和靠近边壁的位置产生，旋涡的大小在流动过程中呈下降的趋势。针对不同的进口空气流速，计算出其压降随进口速度的变化规律，与参考文献的结果进行了比较，验证了结果的可靠性。

采用高压差示扫描量热法研究了40～100 ℃，0.1～9.0 MPa的二氧化碳（CO2）氛围中的聚醚三醇和多亚甲基多苯基多异氰酸酯合成聚氨酯的等温固化反应，并采用扩散修正后的Kamal自催化模型及等转化率法进行了动力学研究。结果表明，与相同压力的氦气中的聚氨酯固化反应相比，高压CO2氛围中反应速率快，最终固化度高；并且随着CO2压力的上升，反应速率和最终固化度均提高，这是因为高压CO2的溶剂化作用降低了聚氨酯齐聚物的玻璃化转变温度和体系黏度，强化了传质；扩散修正的Kamal自催化模型所得的活化能和等转化率法计算出的不同固化度的表观活化能都随CO2压力的升高而减小，证明了高压CO2对聚氨酯固化反应的促进作用。

在反应温度为350～410 ℃，反应时间为30～150 min条件下，于高压反应釜内对煤焦油进行催化加氢实验，开展沥青质加氢转化动力学研究，构建沥青质、油、焦炭和气体之间四集总反应动力学模型，根据实验数据拟合一系列动力学参数。结果表明，在催化加氢反应条件下，煤焦油沥青质转化率高达62.1%，主要转变成油相。在沥青质加氢转化动力学模型中，气体、油相和焦炭生成均近似符合一级反应动力学模型。沥青质转化反应活化能较低为44.027 kJ/mol，说明催化加氢反应条件有利于沥青质加氢裂解反应。沥青质转化成油相、气体和焦炭3个平行反应中，活化能分别为76.250，64.107和55.418 kJ/mol，说明在本研究的催化加氢反应条件下，提高反应温度有利于沥青质往油相生成方向进行。

研究了以三乙胺为催化剂，正丁醇乙氧基化反应合成乙二醇单丁醚（EGMBE）的可行性和反应动力学行为。依据建立的催化反应动力学模型，模拟考察了体积为10 L、带冷凝回流的连续搅拌釜式反应器中的反应行为，取得优化的操作参数，并将模拟结果和实验结果进行比较。在优化条件下环氧乙烷的转化率达到99.2％，EGMBE选择性为68.2％，约有2.6%的环氧乙烷被Hoffman消去副反应及N,N-二乙基乙醇胺乙氧基化副反应消耗。研究表明，与传统的正丁醇钠催化剂比较，由于存在Hoffman消去副反应，三乙胺为催化剂条件下环氧乙烷的反应速率和乙二醇单丁醚的选择性均更低，工艺经济可行性的关键是回收更多有价值的副产物。

利用热重（TG）及X射线衍射（XRD）分析技术，考察不同升温速率下辉钼矿氧化焙烧特性，研究了辉钼矿氧化焙烧动力学。结果表明，在空气气氛下，辉钼矿氧化焙烧过程TG曲线上的失重台阶、DTG曲线上的最大失重速率峰以及DSC曲线上的吸放热峰呈现对应关系，800 ℃时，辉钼矿氧化焙烧产物为?-MoO3。采用Flynn-Wall-Ozawa法和Kissinger法计算了辉钼矿氧化焙烧过程在500～650 ℃时的反应活化能，结果显示，反应活化能随转化率的变化呈现先减后增的变化趋势，其表观活化能分别为76.1和70.4 kJ/mol。

为更好地了解生物柴油组分对其低温流动性的影响，探究组分与生物柴油低温流动性的关系，采用碱催化酯交换法制备生物柴油，对生物柴油进行低温流动性检测以及气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）分析，同时利用多元回归的方法建立组分与低温流动性的关联式。结果表明，生物柴油之间低温流动性具有很大差异，菜籽油生物柴油的冷滤点和凝点温度最低，分别为-13和-10 ℃，棕榈油生物柴油的冷滤点和凝点温度最高分别为12和16 ℃，生物柴油的低温流动性主要由其组分的含量以及组分自身性质决定。通过GC-MS分析，生物柴油主要由5种脂肪酸甲酯构成，含量达90%以上；采用多元回归的方法，分析生物柴油组分对低温流动性影响，建立基于生物柴油主要组分（硬脂酸甲酯、棕榈酸甲酯、油酸甲酯、亚油酸甲酯、亚麻酸甲酯）的凝点、冷滤点、运动黏度的预测模型，相关系数均在0.95以上，可以很好地预测生物柴油的低温流动性。

在135 ℃条件下，以氧气为氧化剂，钾盐或钠盐等为助催化剂，研究了对二甲苯液相催化氧化选择性制备对甲基苯甲酸的新工艺。在筛选出适宜钴盐催化剂基础上，主要考察了催化剂浓度、氧气流量和反应时间等因素对对二甲苯转化率和氧化产物选择性的影响，获得了优化的反应条件。结果表明，对二甲苯和环烷酸钴物质的量之比为1 000:1，氧气流量100 mL /min，反应温度135 ℃，反应时间5 h，对二甲苯转化率为30.5%，对甲基苯甲酸选择性58.4%。钾盐或钠盐等对甲基苯甲酸盐助催化剂的加入，可显著抑制氧化产物中酯的生成，减少反应体系中的高沸物。

为了更好地理解离子液体在Michael加成反应中的作用，采用密度泛函理论的B3PW91方法，在6-31G(d)基组水平上研究了离子液体[BMIM]OH催化甲硫醇和3-甲基-3-丁烯-2-酮Michael加成的微观反应机理，全参数优化了反应势能面上各驻点的几何构型。结果表明，无催化剂存在时，3-甲基-3-丁烯-2-酮的反式和顺式构型的加成反应能垒分别为201.34和167.82 kJ/mol；采用[BMIM]OH作为催化剂时，速控步的反应能垒分别降低为46.53和44.38 kJ/mol。[BMIM]OH的阴离子和阳离子在Michael加成反应中起重要作用，提高了反应活性，大幅度降低了反应能垒。